马马崖水电站计算机监控系统设计与实现

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因为水利发电具有无污染、可再生、低费用的优点,是从古到今的一种清洁能源。发电之后对符合的调节也相对简单,对于资源的合理利用和社会的经济效益起到了非常好的促进作用。在地球上传统的不可再生资源日益减少的情况下,水利水电资源被各个国家先后发展,大力开发,具有很好的推广和发展趋势。而把水能转化为可利用的电能是通过水电站机械系统和计算机监控系统共同完成的综合工程设施,对防洪、灌溉、航运、过木、过鱼等活动有着重要作用。水利能源通过发电机组转化为电能,再通过变压器、升压站转换电压等级,从而在电网线路上传输是整个发电站运行的基本过程,而水电站计算机监控系通过计算机的控制,可以监视和控制整个发电运行的过程,并通过和调度的通讯完成稳定和高效的运行,并对水电站的自动化水平、供电质量、安全运行水平、劳动生产率和经济效益的提高具有重大作用。它的应用把水电站的经济效益提高到了一个新的高度,同时也体现了自动化技术的最新变革。马马崖一级水电站为北盘江干流规划梯级的第二级,是贵州省最后一座大型水电站,其计算机监控系统具较强的代表性,可以基本满足电站的发电生产运行要求。水电站自动化的目的和意义主要在于提供可靠性和运行经济性的工作,保证电能质量,即电压和频率满足要求,提高劳动的生产率、改善劳动的条件和减少运行的人员等。本文以计算机监控系统的上位机画面、现地LCU(以一号机组为例)的硬件回路和软件程序为重点进行研究,展示了监控系统的画面显示和基本控制,并对电厂的运行数据进行了相应的设定负荷定制的测试。硬件方面主要对电厂各个现地LCU的数据采集、存储和控制输出进行阐述;软件部分重点研究了机组停机态、空转态、空载态和发电态各种状态的顺序控制以及逻辑判断,包括控制程序的源代码及地址点表,在文中都有详细的阐述。本文重点研究了马马崖水电站计算机监控系统的网络构建、系统设计、上位机的控制程序、软件功能和实践应用等。通过控制水轮机发电机组的运行方式,实现了整个发电机组的自动化,并对电厂所有的数据进行了监视,以保证电厂运行的可靠性,对所有的断路器和隔离开关能够完成上位机和下位机的双路控制。此外,还通过自动维持水轮机发电机组的运行状况,能够对整个运行过程进行辅助管理,实现了对整个电器设备的监视、控制和保护。本文建立的控制系统能够根据电厂本地的需要或者省调的要求实现有功功率和无功功率的自动调节,按照系统要求与电站具体条件自动选择最优运行机组数,在机组间实现经济的负荷分配。当水电站的某一台机组发生故障时,并不影响其他机组的运行,并且系统将会通过其他运行的机组自动将备用电源投入使用,并将发生故障的机组切除使用,自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)则会在调度或者电厂下达指令后自行将符合和电压值调整至最优。本文的研究能够对水电站的技术人员了解监控系统有一定的参考价值,也将对新建水电站的调试有一定的帮助,能够更好地指导并监测整个水电站水轮机组的安全运营。
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